CN109410014B - 卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法及应用 - Google Patents

Abstract

卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法及应用，属于卫星网络资源领域。包括以下步骤：S1：针对用户请求定义报价模型；S2：根据报价模型定义定价机制；S3：将用户请求对所需资源的总报价分为基本价格和边际成本两部分，由报价模型得出总报价；S4：引入资源分配模型，并根据定价机制为各类资源定价，所有用户请求根据资源的需求计算出各自的占优份额；S5：根据定价机制得到用户请求的收益函数和资源分配模型的目标函数，并对该目标函数进行约束。本发明保证了每个用户占优份额最大的资源价格最低，从而保证了每个用户在满足资源需求的情况下成本最低且资源得到了充分的利用，提高了资源的利用率及资源分配的公平性。

Description

卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法及应用

技术领域

本发明涉及卫星网络资源领域，特别是卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法及应用。

背景技术

在卫星网络中，由于卫星资源呈现出异构性、高动态性等特点，导致卫星网络资源的利用率低下，其所提供的服务难以满足越来越多用户的需求，在当前这种业务种类越来越多、需求越来越多的情况下，传统的资源分配策略越来越不能适应卫星网络中资源分配的需求；一次建立有效的资源分配策略以提高卫星网络的资源利用率成为亟待解决的问题。

由于目前对虚拟资源共享分配研究的较少，提出的资源分配策略大都是对云计算与虚拟机的资源分配策略，针对现有方法的局限性，需要一种能够将定价机制与资源共享相结合用于卫星网络的卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配策略。

发明内容

为解决现有的卫星网络资源分配策略不能适应卫星网络中资源分配需求的问题，本发明提供了一种卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法及应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，包括以下步骤：

S1：针对用户请求定义报价模型；

S2：根据报价模型定义定价机制；

S3：将用户请求对所需资源的总报价分为基本价格和边际成本两部分，由报价模型得出总报价；

S4：引入资源分配模型，并根据定价机制为各类资源定价，所有用户请求根据资源的需求计算出各自的占优份额；

S5：根据定价机制得到用户请求的收益函数和资源分配模型的目标函数，并对该目标函数进行约束。

进一步的，所述报价模型为：

其中j表示资源的种类；

为分段函数，表示对于资源j用户i在t时刻使用该资源时所能负担的价格，即t时刻用户i的报价；f^j表示一种资源中资源j的最大值，l^j(t)表示t时刻对资源j的使用量；当用户i对资源j的使用量超过该类型资源中资源j的最大值时，即l^j(t)＞f^j时，用户对资源的报价将会以双曲线的形式上升；当用户i对资源j的使用量低于该类型资源中资源j的最大值时，即l^j(t)＜f^j，用户的价格则保持基本价格不变，即

C^j表示所有资源中资源j的总量，n^j表示价格的增长系数，n^j≥1。

进一步的，所述步骤S2的具体步骤如下：

S2.1针对用户请求计算每一个用户请求需求资源的总报价，即该用户包含的所有业务的基本价格和边际价格的总和，按照用户请求报价对所有用户请求进行降序排列，报价高的用户排在前面，报价低的用户排在后面；

S2.2针对所有的资源，根据每种类型所包含的单位资源的数量和资源单价计算该类型资源的总价，并对所有资源的单价求出平均价格，按照价格进行升序排列为排序列表，将单价低于平均价格的资源排在前面，单价高于平均价格的资源排在后面；

S2.3将用户请求和资源按照各自的排序列表，依次对报价高的用户请求和价格低的资源进行匹配；一个用户请求中会包含一个或多个业务，每个业务的匹配成功价格将按照各个业务对资源需求的数量及对应的资源的单价计算得到；每个用户请求的价格等于该用户请求内所有业务成交价格的求和；若该用户请求最终购买资源的实际价格不超过该用户的报价，则资源的买卖成功，若该用户请求最终购买资源的实际价格高于其报价，则购买失败，用户等待下一轮的买卖。

进一步的，所述总报价为：

其中，p_total表示所有用户请求对所需资源的总报价，

表示所有用户需要的资源未超过资源j的最大值时的总的基本价格的总和，

表示用户所需要的资源j超过的最大值时所需付出的代价的总和，即边际成本。

进一步的，所述步骤S4中：

所述资源分配模型包含资源分配模块、用户调度模块和资源抽象模块，其中资源抽象模块对物理网络进行监控，将物理网络资源抽象为数据信息，将信息提供给资源分配模块；用户调度模块调度网络中的用户，根据加入网络的用户多订阅的服务，将其信息传递给资源分配模块；资源分配模块根据资源抽象模块和用户调度模块上传的信息，对资金资源进行分配；

将卫星网络中的资源定义为M种，记为R＝{1,2,…,M}，表示卫星资源种类的集合；将卫星网络中的用户请求定义为N种，记为U＝{1,2,…,N},表示用户请求的集合；

第i个用户请求的资源需求向量表示为T_i＝{T_i1,T_i2,…,T_ij,…,T_im}，其中，T_ij表示用户i中所有业务对资源j的需求量的总和，表示为T_ij＝a_i·t_ij；

第i个用户请求的资源占比表示为D_i＝{D_i1,D_i2,…,D_ij,…,D_im}，其中，D_ij表示用户i中的业务对资源j的需求量占资源j总量的比例，且D_ij＞0；

对D_i做归一化处理可以得到d_i＝(d_i1,d_i2,…d_ij,…d_im)，其中，

当d_ij＝1时，则认为资源j为用户i的占优资源，即资源j为用户i中业务的需求量最大的资源；

所有用户请求对每种资源的需求和为1，即

其中w_i表示用户i对中每种资源的共享资源量；当有k∈{1,2,…,N}个用户请求同时请求同一种类型的资源时，用户i对该资源的占优资源数量为

其中

表示用户i分配到的占优资源的数量，即用户i的子任务对这一类型的资源需求的数量；

进一步的，所述用户请求的收益函数为：

其中，V_i表示用户i的最大收益，

表示的是用户i中占优资源的费用，

表示用户i中除了占优资源费用以外的其他费用。

所述资源分配模型的目标函数为：

进一步的，所述约束为：

其中，

表示用户所需要的资源的总量不能超过资源总量；T_i≥M^kw_i,

表示当资源分配系统中有k个用户请求时，第i个用户所需的资源总量一定不低于其最大占优资源的份额；

表示当资源分配系统中有k个用户时，对任意用户分配到的占优资源份额数不小于资源分配系统中有k-1个用户时的分配情况；

表示当资源分配系统中有k个用户时，资源分配系统分配的资源数量最多为

卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法的应用，包括以下步骤：进行资源分配前，资源抽象模块和用户调度模块将当前时段的资源信息和用户请求信息上传给资源分配模块，获得当前时段的资源信息和用户请求信息，获得双方的整体信息后，按照定价机制进行排序，排序后生成用户资源需求列表和资源信息列表；然后对用户请求和资源信息的完善后，开始对用户请求进行资源的分配与价格的计算，最后得到每个用户请求成功分配到相应资源后所付出的代价。

本发明的有益效果是：保证了每个用户占优份额最大的资源价格最低，从而保证了每个用户在满足资源需求的情况下成本最低且资源得到了充分的利用，提高了资源的利用率及资源分配的公平性。

附图说明

图1为本发明实施例1的实施过程流程图；

图2为本发明实施例1的资源分配模型；

图3为本发明实施例2的资源利用率的仿真图；

图4为本发明实施例2的Customer竞拍参数表；

图5为本发明实施例2的Seller竞拍参数表；

图6为本发明实施例2的用户资源请求效用仿真图；

图7为本发明算法实施的资源效用曲线图。

具体实施方式

实施例1

卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：针对用户请求定义报价模型；

用户请求在某一时刻t的价格由t时刻系统的资源决定的，线性的价格函数一般不能很好的反应系统中的业务量，在资源紧缺的情况下，价格会随着业务量的增多而改变，为此，我们建立报价模型如下：

在该模型中，j表示资源的种类；

为分段函数，表示对于资源j用户i在t时刻使用该资源时所能负担的价格，即t时刻用户i的报价；f^j表示一种资源中资源j的最大值，l^j(t)表示t时刻对资源j的使用量；当用户i对资源j的使用量超过该类型资源中资源j的最大值时，即l^j(t)＞f^j时，用户对资源的报价将会以双曲线的形式上升；当用户i对资源j的使用量低于该类型资源中资源j的最大值时，即l^j(t)＜f^j，用户的价格则保持基本价格不变，即

C^j表示所有资源中资源j的总量，n^j表示价格的增长系数(n^j≥1)。

S2：根据报价模型定义定价机制；

S2.1针对用户请求计算每一个用户请求需求资源的总报价，即该用户包含的所有业务的基本价格和边际成本的总和，按照用户请求总报价对所有用户请求进行降序排列，总报价高的用户排在前面，总报价低的用户排在后面，得到资源需求列表；

S2.2针对所有的资源，根据每种类型所包含的单位资源的数量和资源单价计算该类型资源的总价，并对所有资源单价求出平均价格，按照资源单价进行升序排列，将单价低于平均价格的资源排在前面，单价高于平均价格的资源排在后面，得到资源信息列表；

S2.3将用户请求需求资源的总报价和资源按照各自的排序列表，依次对总报价高的用户请求和价格低的资源进行匹配；一个用户请求中可能会包含一个或多个业务，每个业务的匹配成功价格将按照各个业务对资源需求的数量及对应的资源单价计算得到；每个用户请求需求资源的总报价等于该用户请求内所有业务成交价格的求和；若该用户请求最终购买资源的实际价格不超过该用户的总报价，则资源的买卖成功，若该用户请求最终购买资源的实际价格高于其总报价，则购买失败，用户等待下一轮的买卖。

S3：将用户请求对所需资源的总报价分为基本价格和边际成本两部分，由报价模型得出总报价；

p_total表示所有用户请求对所需资源的总报价：

其中

表示所有用户需要的资源未超过资源j的最大值时的总的基本价格的总和，

表示用户所需要的资源j超过的最大值时所需付出的代价的总和，即边际成本，边际成本可以使经济效益最大化，一般情况下，边际成本的设计主要分为两种情况：一种是趋于零的情况，另一种是趋于无穷大的情况；在本实施例中，由于我们需要使资源的使用量达到最大，因此，将边际成本设置为无穷大；则p_total中的边际成本表示为：

对

求一阶导数为：

然后再求其二阶导数为：

其中C^j＞f^j且

则

且

即

是个拟凹函数，符合经济学中稀缺资源供需关系的特点，可以在资源紧缺的时候增加获得该资源的边际成本，有效的调整供需关系。

S4：引入资源分配模型，并根据定价机制为各类资源定价，所有用户请求根据资源的需求计算出各自的占优份额；

所述资源分配模型包含资源分配模块、用户调度模块和资源抽象模块，其中资源抽象模块对物理网络进行监控，将物理网络资源抽象为数据信息，将信息提供给资源分配模块；用户调度模块调度网络中的用户，根据加入网络的用户多订阅的服务，将其信息传递给资源分配模块；资源分配模块根据资源抽象模块和用户调度模块上传的信息，对资金资源进行分配；

将卫星网络中的资源定义为M种，记为R＝{1,2,…,M}，表示卫星资源种类的集合；将用户请求定义为N种，记为U＝{1,2,…,N},表示用户请求的集合；

第i个用户请求的资源需求向量表示为T_i＝{T_i1,T_i2,…,T_ij,…,T_im}，其中，T_ij表示用户i中所有业务对资源j的需求量的总和，表示为T_ij＝a_i·t_ij；

第i个用户请求的资源占比表示为D_i＝{D_i1,D_i2,…,D_ij,…,D_im}，其中，D_ij表示用户i中的业务对资源j的需求量占资源j总量的比例，且D_ij＞0；

对D_i做归一化处理可以得到d_i＝(d_i1,d_i2,…d_ij,…d_im)，其中，

当d_ij＝1时，则认为资源j为用户i的占优资源，即资源j为用户i中业务的需求量最大的资源；

所有用户请求对每种资源的需求和为1，即

其中w_i表示用户i对中每种资源的共享资源量；当有k∈{1,2,…,N}个用户请求同时请求同一种类型的资源时，用户i对该资源的占优资源数量为

其中

表示用户i分配到的占优资源的数量，即用户i的子任务对这一类型的资源需求的数量。

S5：根据定价机制得到用户请求的收益函数和资源分配模型的目标函数，并该目标函数进行约束；

针对卫星网络自身的特性以及业务请求的特点，当资源分配系统中有k个用户请求时，会得到一个共享的动态多资源公平分配的方案

其中，

为用户i的资源分配向量。

表示用户i在资源j上分配得到的资源的数量，满足如下公式：

即对于任意资源j，用户i分配所得到的资源j不超过用户i对资源j的资源共享量；

对于任意用户i，i≤k-1,k≥2，其分配结果是一个不可逆的过程，可用如下公式表示：

即前k-1个用户请求分配到的资源j的大小一定不超过前k个用户请求分配到的资源j的大小；

系统中存在N种用户请求时，最大化占优资源份额

从而得到用户i的最大占优资源份额数，再根据定价机制计算出用户i的收益，表示为：

其中，V_i表示用户i的最大收益，

表示的是用户i中占优资源的费用，

表示用户i中除了占优资源费用以外的其他费用；

公式(5)代表资源分配模型的目标函数，模型的目标是整体资源分配的剩余价值最大，整体剩余价值是指整个资源分配过程中分配成功的用户报价-资源供应者的报价。

在该目标函数中：本实施例所求的是参与资源分配的全部用户请求在能够满足自身资源需求的情况的同时，能够使其收益达到最大化，从而得到整体资源分配的收益最大化。根据本发明提出的定价原则可知，每个用户请求的最大占优资源是该用户请求需求最大的资源也是价格最低的资源，且其它的资源需求也是在满足用户请求的情况下的最低的价格，这就保证了用户请求在满足资源需求的情况下成本最低；

为使收益目标函数得到的结果更加精确，对其进行以下约束：

其中，

表示用户所需要的资源的总量不能超过资源总量；T_i≥M^kw_i,

表示当资源分配系统中有k个用户请求时，第i个用户所需的资源总量一定不低于其最大占优资源的份额；

表示当资源分配系统中有k个用户请求时，对任意用户分配到的占优资源份额数不小于资源分配系统中有k-1个用户请求时的分配情况；

表示当资源分配系统中有k个用户请求时，资源分配系统可以分配的资源数量最多为

实施例2

本实施例为一种卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法的应用，包括以下步骤：进行资源分配前，资源抽象模块和用户调度模块将当前时段的资源信息和用户请求信息上传给资源分配模块，获得当前时段的资源信息和用户请求信息，获得双方的整体信息后，按照定价机制进行排序，排序后生成用户资源需求列表和资源信息列表；然后对用户请求和资源信息的完善后，开始对用户请求进行资源的分配与价格的计算，最后得到每个用户请求成功分配到相应资源后所付出的代价；具体为：

(1)进行资源分配前，资源抽象模块和用户调度模块会将当前时段的资源信息和用户请求信息上传给资源分配模块，当前时段的资源信息和用户请求信息分别记为Uⁿ和R^m，获得双方的整体信息后，按照定价准则进行排序，排序后生成用户资源需求列表和资源信息列表。

①资源抽象模块将汇集该时段的资源信息集合，用户调度模块将收到的用户请求整理汇总。资源分配模块提取上述两个模块的信息之后，为每个用户请求及其所包含的业务和资源提供者及其包含的单位资源赋予不同的标号，用户请求标号列表记为user_id，业务标号列表记为job_id，资源提供者标号列表记为resource_id，单位资源标号列表记为unit_id；

②整理每个用户请求信息，生成user资源需求列表user_need。对于每一个user，user_need中记录着user的标号，每个user所能承受的最高的价格；

③整理每个业务请求信息，生成job资源需求列表job_need。对于每一个job，job_need中记录着job的标号，每个job所属于的user的标号及job的报价；

④生成所有job的资源需求矩阵job_combination。行数等于n_job，列数是总的资源类型数r，标号为i∈job_id的job对应着行向量

j∈R，其中

表示标号为i的job对第j类资源的需求量；

⑤整理每种资源的信息，生成unit信息列表unit_serve。对于每一个unit，unit_serve中记录着unit的标号，这个unit所属的资源类型的标号，unit的初始定价；

⑥生成所有unit的资源组合矩阵unit_combination。行数等于n_unit，列数是总的资源类型数r，标号为l∈unit_id的unit对应的行向量为

j∈R，其中

表示标号为l的unit可提供的j类资源的数量；

⑦生成所有unit的资源单价矩阵unit_price，行数为n_unit，列数为总的资源类型数r，标号为l∈unit_id的unit对应的行向量为

j∈R，其中

表示标号为l的unit中第j类资源的使用价格；

⑧按照job的报价，对列表中所有job进行降序排列，报价高的在前面，报价低的排在后面；

⑨计算每类资源包含的单位资源的平均价格，标号为l∈unit_id的unit资源的平均价格表示为meanprice(l)有公式(12)计算得到。按照求得的平均价格，对资源进行升序排列，平均价格低的资源排在前面，平均价格高的资源排在后面。

(2)按照(1)中对用户请求和资源信息的完善，开始对用户请求进行资源的分配与价格的计算，最后得到每个用户请求成功分配到相应资源后所付出的代价。

①对于用户中的第i个user，获取该user所属的用户请求的标号this_user_id，检查这个用户请求的前i个user是否已经完成了资源匹配，如果已经完成，则i＝i+1，重复本步骤，检查下一个user；否则，进行步骤②。当i＞n_user时，user的循环结束，跳到步骤⑨，此时，所有user的资源匹配已经结束，在步骤⑨中，拍卖师会将资源匹配的结果及其价格公布出来；

②从user_need中读取当前第i个user中包含的job的个数，记为n^g，依次对每一个job进行资源匹配，进行步骤3，job的循环变量h从1开始到n^g结束。当h＞n^g时，job的循环便结束了，此时，跳到步骤⑦，这意味着第i个user中的所有job都找到了满足需求的资源，接下来会根据资源的定价，计算当前user的成交价格；

③对于第h个job，从user_need中读取job的标号this_job_id，再按照unit_serve的顺序，依次寻找第一个能够满足当前job资源需求的unit，进行步骤④；

④对于第j个unit，检查这个unit是否已经被使用，如果是，则j＝j+1，重复本步骤，对下一个unit进行检查。否则，进行步骤⑤，当j＞n_unit，即user的循环结束，跳到步骤⑧，这说明所有的unit已检查完毕，但是没有与当前job匹配的unit，因此，当前job资源匹配失败，其所属的user的资源匹配也失败了(因为只有该user中包含的所有job的资源需求均得到满足后，该user才算资源匹配成功)，在步骤⑧，将清空该user中所有job的历史信息；

⑤对于第j个unit，检查其是否满足第h个job的资源需求，如果是进行步骤⑥，否则，j＝j+1，跳回到步骤④；

⑥记录第j个unit和第h个job的资源匹配信息。从resource_id中获取第j个unit所属的资源的标号，从unit_price中获取第j个unit所对应的行向量(u₁,…,u_j,…,u_r)，j∈R，这一行向量表示该resource_id中的各unit的使用价格，从job_combination获取第h个job对应的行向量(t₁,…,t_i,…,t_r)，j∈R，这一行向量表示标号为h的job对各类资源的需求量。计算第h个job与第j个unit之间的资源交易价格，记为this_job_price：

this_job_price＝(t₁,…,t_h,…,t_r)(u₁,…,u_j,…,u_r)^T (13)

计算完第h个job的资源交易价格后，h＝h+1，检查下一个job，返回到步骤③；

⑦计算标号为i的user的成交价格user_price(i)，user_price(i)的价格可由(13)式计算得到：

若求得的user_price(i)高于用户请求i的承受范围，进行步骤⑧，如果不高于其承受范围，则匹配成功，记录匹配成功信息，i＝i+1，检查下一个user，返回步骤①；

⑧当前user资源匹配失败，清空其相关的所有历史记录，i＝i+1，检查下一个user，返回步骤①；

⑨拍卖结束，拍卖师整理本轮资源匹配信息，告知各个参与拍卖的用户请求与资源拥有者。

附图3为资源利用率的仿真图，进行资源利用率仿真时，设置竞拍的资源种类为1，参与竞争的卖家数目为5，在资源数量一定的情况下，测定在不同需求下资源的利用率。仿真证明了，在资源数目充足的情况下，资源利用率随着资源请求数量的增加而增加，而在资源不足或者资源基本饱和的情况下，资源利用率基本持平并且保持在较高的利用率下。

附图4与附图5分别为Customer竞拍参数表和Seller竞拍参数表，表示每个Seller和Customer的竞拍参数包括竞拍资源种类组合的需求数以及资源报价，仿真中设置的竞拍资源数目为3，参与竞争的买卖双方数目为20，其中买方和卖方的比例为3：1；拍卖过程中，每个竞价者都根据其资源组合的真实估价以及竞价原则进行出价。

附图6为用户资源请求效用图，根据基于定价的卫星网络资源共享分配方法对问题进行求解，可得到每个用户的资源请求效用。第一个柱状图为用户的总竞价价格，第二个柱状图为用户的实际价格，第三个柱状图为用户的收益，由图可知，并不是报价高的用户就能得到高的收益，说明定价规则和竞价模型的约束下，能够保持一定的公平性。

附图7为资源效用曲线图，本发明引进经济理论的拍卖模型其根本目的是提高稀缺资源的经济效益，以实现资源的最大效用；为此本发明对资源在不同的市场需求的情况下的效用进行了仿真，由仿真结果可以看出在基于定价的虚拟资源共享分配策略下，资源的收益的增长率随着资源请求率的上升而上升。

本发明针对如何合理高效的分配日渐稀缺的卫星网络资源以实现资源的最大效用，提出一种卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配策略，该策略兼具了定价机制与资源共享分配的优点，同时经过仿真验证证明，引进经济学原理的资源共享分配策略，能够有效合理的分配的卫星网络资源，最大限度实现稀缺资源的最大潜在价值。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：针对用户请求定义报价模型；

S2：根据报价模型定义定价机制；

S3：将用户请求对所需资源的总报价分为基本价格和边际成本两部分，由报价模型得出总报价；

S4：引入资源分配模型，并根据定价机制为各类资源定价，所有用户请求根据资源的需求计算出各自的占优份额；

所述资源分配模型包含资源分配模块、用户调度模块和资源抽象模块，其中资源抽象模块对物理网络进行监控，将物理网络资源抽象为数据信息，将信息提供给资源分配模块；用户调度模块调度网络中的用户，根据加入网络的用户订阅的服务，将其信息传递给资源分配模块；资源分配模块根据资源抽象模块和用户调度模块上传的信息，对资金资源进行分配；

将卫星网络中的资源定义为M种，记为R＝{1,2,…,M}，表示卫星资源种类的集合；将用户请求定义为N种，记为U＝{1,2,…,N},表示用户请求的集合；

第i个用户请求的资源需求向量表示为T_i＝{T_i1,T_i2,…,T_ij,…,T_im}，其中，T_ij表示用户i中所有业务对资源j的需求量的总和，表示为T_ij＝a_i·t_ij，a_i表示用户i的所有业务数量，t_ij表示t时刻用户i某一业务对资源j的需求量；

第i个用户请求的资源占比表示为D_i＝{D_i1,D_i2,…,D_ij,…,D_im}，其中，D_ij表示用户i中的业务对资源j的需求量占资源j总量的比例，且D_ij＞0；

对D_i做归一化处理得到d_i＝(d_i1,d_i2,…d_ij,…d_im)，其中，

当d_ij＝1时，则认为资源j为用户i的占优资源，即资源j为用户i中业务的需求量最大的资源；

所有用户请求对每种资源的需求和为1，即

其中w_i表示用户i对每种资源的共享资源量；当有k∈{1,2,…,N}个用户请求同时请求同一种类型的资源时，用户i对该资源的占优资源数量为

其中

表示用户i分配到的占优资源的数量，即用户i的子任务对这一类型的资源需求的数量；

S5：根据定价机制得到用户请求的收益函数和资源分配模型的目标函数，并对该目标函数进行约束。

2.根据权利要求1所述的卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，所述报价模型为：

其中j表示资源的种类；

为分段函数，表示对于资源j用户i在t时刻使用该资源时所能负担的价格，即t时刻用户i的报价；f^j表示一种资源中资源j的最大值，l^j(t)表示t时刻对资源j的使用量；当用户i对资源j的使用量超过该类型资源中资源j的最大值时，即l^j(t)＞f^j时，用户对资源的报价将会以双曲线的形式上升；当用户i对资源j的使用量低于该类型资源中资源j的最大值时，即l^j(t)＜f^j，用户的价格则保持基本价格不变，即

C^j表示所有资源中资源j的总量，n^j表示价格的增长系数，n^j≥1。

3.根据权利要求1所述的卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤如下：

S2.1针对用户请求计算每一个用户请求需求资源的总报价，即该用户包含的所有业务的基本价格和边际成本的总和，按照总报价对所有用户请求进行降序排列，总报价高的用户排在前面，总报价低的用户排在后面，得到资源需求列表；

S2.2针对所有的资源，根据每种类型所包含的单位资源的数量和资源单价计算该类型资源的总价，并对所有资源单价求出平均价格，按照资源单价进行升序排列，将单价低于平均价格的资源排在前面，单价高于平均价格的资源排在后面，得到资源信息列表；

S2.3将用户请求需求资源的总报价和资源按照各自的排序列表，依次对总报价高的用户请求和价格低的资源进行匹配；一个用户请求中会包含一个或多个业务，每个业务的匹配成功价格将按照各个业务对资源需求的数量及对应的资源单价计算得到；每个用户请求需求资源的总报价等于该用户请求内所有业务成交价格的求和；若该用户请求最终购买资源的实际价格不超过该用户的总报价，则资源的买卖成功，若该用户请求最终购买资源的实际价格高于其总报价，则购买失败，用户等待下一轮的买卖。

4.根据权利要求1所述的卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，所述总报价为：

其中，

表示t时刻所有用户对所需资源的报价之和，p_total表示所有用户请求对所需资源的总报价，

表示所有用户需要的资源未超过资源j的最大值时的总的基本价格的总和，

表示用户所需要的资源j超过最大值时所需付出的代价的总和，即边际成本。

5.根据权利要求1所述的卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，所述用户请求的收益函数为：

其中，V_i表示用户i的最大收益，

表示的是用户i中占优资源的费用，

表示用户i中除了占优资源费用以外的其他费用，p_total表示所有用户请求对所需资源的总报价；

所述资源分配模型的目标函数为：

V_i表示所有用户最大收益之和即为分配系统中的资源最大数量。

6.根据权利要求1所述的卫星网络下基于定价机制的虚拟资源共享分配方法，其特征在于，所述对目标函数约束具体为：

其中，

表示用户所需要的资源的总量不能超过资源总量；

表示当资源分配系统中有k个用户请求时，第i个用户所需的资源总量一定不低于其最大占优资源的份额；

表示当资源分配系统中有k个用户请求时，对任意用户分配到的占优资源份额数不小于资源分配系统中有k-1个用户请求时的分配情况；

表示当资源分配系统中有k个用户请求时，资源分配系统分配的资源数量最多为

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